JPH0332896B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、有極リレーの接点開閉などに用い
られる電磁石装置に関する。

〔背景技術〕

従来、有極リレーなどに用いられる電磁石装置
は、バランスアマチユア式であり、上下方向に電
磁石ブロツクと接極子ブロツクとを積み重ね、両
ブロツクの一部分のみが組み合わさつていた。こ
のため、電磁石装置の小型化、薄極化が進まなか
つた。また、有極リレーを構成した場合も、電磁
石装置のスペースに加えて電磁石装置の動きしろ
が必要になるため、リレーの小型化、薄型化が困
難であつた。

〔発明の目的〕

この発明は、以上のことに鑑み、小型で薄型の
電磁石装置を提供することを目的とする。

〔発明の開示〕 この発明は、上記の目的を達成するために、少
なくとも１つの永久磁石および着磁方向両側から
永久磁石を挟む磁性体片からなる接極子ブロツク
と、断面コ字形の板枠状をなすコ字形ヨークの内
側に鉄心およびコイルが設けられ、鉄心の先端を
中央磁極部とし、コ字形ヨークの両端の切欠部を
挟む突出部を対向磁極部とする電磁ブロツクとを
備え、接極子ブロツクの磁性体片が前記切欠部に
入り込むとともに、鉄心の中央磁極部が接極子ブ
ロツクの中に入り込むように両ブロツクが組み合
わされていて、コイルの励磁極性の変化により、
接極子ブロツクが切欠部内で正逆方向に動くよう
になつている電磁石装置を要旨としている。以
下、この発明の実施例を示す図面とともに詳しく
説明する。

第１図ａは、この発明の第１の実施例に用いる
電磁石ブロツク１である。同図に見るように、断
面コ字形で所定幅の板枠状をなすヨーク、すなわ
ちコ字形ヨーク２の内側に鉄心３が設けられ、鉄
心３の先端を中央磁極部３ａとし、コ字形ヨーク
２の両端の切欠部４ａ，５ａを挟む突出部を対向
磁極部４ｂ，４ｃ，５ｂ，５ｃとしている。この
例の場合、中央磁極部３ａが接極子ブロツク（第
１図ｂに図示）の磁性体片に沿つて延びるよう折
れ曲つている。なお、コイル、コイル枠の図示は
省略している。

このように中央磁極部を磁性体片に沿つて延ば
して、鉄心・中央磁極部をＬ字形にしたり、ある
いは、Ｔ字形やその他の形にして、磁性体片と中
央磁極部との接触面積が増えるようにしたりすれ
ば、吸引、反発に好影響を与える。

第１図ｂは、この発明の第１の実施例である。
接極子ブロツク６は、２つの磁性体片７，８の同
側端が１つの永久磁石９をその着磁方向両側から
挟んでコ字形になつている。接極子ブロツク６の
磁性体片７，８がコ字形ヨーク２の切欠部４ａ，
５ａに入り込むとともに、中央磁極部３ａが接極
子ブロツク６のコ字形の中に入り込むように電磁
石ブロツク１と接極子ブロツク６とが組み合わさ
れている。コイル１０は、中央に鉄心３が挿通さ
れた状態で、コ字形ヨーク２の内側空間に丁度嵌
まり込んだ状態で収容されている。このコイル１
０の励磁極性の変化により、接極子ブロツク６が
切欠部４ａ，５ａ内で正逆方向（図中、矢印Ａ，
Ｂ方向）に動くようになつている。たとえば、コ
イル１０に電流を通じて、中央磁極部３ａをＳ極
に、対向磁極部４ｂ，４ｃ，５ｂ，５ｃをＮ極に
それぞれ励磁すると、同極反発、異極吸引によ
り、接極子ブロツク６は矢印Ａ方向に動き、磁性
体片７が中央磁極部３ａに接し、かつ、磁性体片
８が対向磁極部４ｃ，５ｃに接して、第１図ｂの
ような状態になる。この場合、励磁を切つても、
永久磁石９の磁束による閉磁路が形成されている
ので、この状態を保つている。コイル１０に、先
と逆向きに電流を通じて、中央磁極部３ａをＮ極
に、対向磁極部４ｂ，４ｃ，５ｂ，５ｃをＮ極に
それぞれ励磁すると、同極反発、異極吸引によ
り、接極子ブロツク６は第１図ｂ中、矢印Ｂ方向
に動き、磁性体片７が対向磁極部４ｂ，５ｂに接
し、かつ、磁性体片８が中央磁極部３ａに接す
る。この場合も先と同様に、励磁を切つても、永
久磁石９の磁束による閉磁路が形成されているの
で、この状態を保つている。この電磁石装置は、
ラツチング型である。

第２図は、この発明の第２の実施例である。同
図にみるように、この電磁石装置は、第１の実施
例のものにおいて、接極子ブロツク６の永久磁石
９を挟む一方の磁性体片（たとえば、永久磁石９
のＳ極側の磁性体片８）に接する対向磁極部（た
とえば、４ｃ，５ｃ）が他方の磁性体片（たとえ
ば、永久磁石９のＮ極側の磁性体片７）に対向す
る対向磁極部（たとえば、４ｂ，５ｂ）よりも短
くなつている（図の４c′，５c′がそれである）。
このため、この電磁石装置はシングルステイブル
型になつている。すなわち、コイル１０に電流を
通じて、中央磁極部３ａをＳ極に、対向磁極部４
ｂ，４c′，５ｂ，５c′をＮ極にそれぞれ励磁する
と、同極反発、異極吸引により、接極子ブロツク
６は矢印Ａ方向に動き、磁性体片７が中央磁極部
３ａに接し、かつ、磁性体片８が対向磁極部４
ｃ，５c′に接して、第２図のような状態になる。
励磁中は、この状態を保つている。ところが、磁
性体片８と対向磁極部４c′，５c′との接触面積が
小さいため、励磁を切ると、接極子ブロツク６は
矢印Ｂ方向に動き、磁性体片７が対向磁極部４
ｂ，５ｂに接し、かつ、磁性体片８が中央磁極部
３ａに接するようになる。この状態だと、磁性体
片７と対向磁極部４ｂ，５ｂとの接触面積が先の
状態に比べて大きいので、安定している。無励磁
中は、この状態になつている。

第３図ａは、この発明の第３の実施例に用いる
電磁石ブロツク１である。同図ａに見るように、
この電磁石ブロツク１は、第１の実施例に用いら
れているものにおいて、中央磁極部３ａのいずれ
か一方の側を切り欠いており、接極子ブロツクの
磁性体片との接触面積がもう一方の側よりも小さ
くなつている。なお、コイル、コイル枠の図示は
省略している。

第３図ｂは、この発明の第３の実施例である。
同図ｂに見るように、この電磁石装置の接極子ブ
ロツク６は、第１の実施例に用いられているもの
と同じである。第１の実施例と同様にして、中央
磁極部３a′が接触子ブロツク６のコ字形の中に入
り込むように、電磁石ブロツク１と接極子ブロツ
ク６とが組み合わされている。この例では、中央
磁極３a′は、接極子ブロツク６の磁性体片８に接
する側を切り欠いており、その側の接触面積が磁
性体片７に接する側よりも小さくなつている。こ
のため、この電磁石装置は、シングルステイブル
型になつている。コイル１０に電流を通じて、中
央磁極部３a′をＮ極に、対向磁極部４ｂ，４ｃ，
５ｂ，５ｃをＳ極にそれぞれ励磁すると、同極反
発、異極吸引により、接極子ブロツク６は、切欠
部４ａ，５ａ内で矢印Ｂ方向に動き、磁性体片７
は、対向磁極部４ｂ，５ｂに接し、磁性体片８
は、中央磁極部３a′の一部分に接する。励磁中
は、この状態を保つているが、磁性体片８と中央
磁極部３a′との接触面積が小さいため、励磁を切
ると、接極子ブロツク６は、切欠部４ａ，５ａ内
で矢印Ａ方向に動き、磁性体片７が中央磁極部３
a′と接し、かつ、磁性体片８が対向磁極部４ｃ，
５ｃに接する。この状態であれば、磁性体片７と
中央磁極部３a′との接触面積が先の状態に比べて
大きいので安定している。無励磁中この状態を保
つている。

第４図は、この発明の第４の実施例である。同
図に見るように、この電磁石装置は、電磁石ブロ
ツク１と接極子ブロツク１２とを備えている。電
磁石ブロツク１は、コ字形ヨーク２の内側に鉄心
（図示されず）が設けられ、鉄心の先端を中央磁
極部３ｂとし、コ字形ヨーク２の両端の切欠部４
ａ，５ａを挟む突出部を対向磁極部４ｂ，４ｃ，
５ｂ，５ｃとしている。接極子ブロツク１２は、
２つの磁性体片７，８の両端が２つの永久磁石
９，９を同じ着磁方向両側から挟んでロ字形にな
つている。接極子ブロツク１２の磁性体片７，８
がコ字形ヨーク２の切欠部４ａ，５ａに入り込む
とともに、中央磁極部３ｂが接極子ブロツク１２
のロ字形の中に入り込むようにそれら両ブロツク
１，１２が組み合わされている。コイル１０の励
磁極性の変化により、接極子ブロツク１２が切欠
部４ａ，５ａ内で正逆方向（図中、矢印Ａ，Ｂ方
向）に動くようになつている。この電磁石装置の
動作状態は、第１の実施例と全く同じである。第
４の実施例の電磁石装置では、接極子ブロツク１
２の２つの永久磁石９，９が中央磁極部３ｂを挟
んで対称に配置されている。このため中央磁極部
３ｂが磁性体片に沿つて延びていなくてもよい。
この電磁石装置は、第１の実施例のものと同様、
ラツチング型である。

第５図は、この発明の第５の実施例である。同
図に見るように、この電磁石装置の接極子ブロツ
ク１３は、１つの磁性体片７の両端と他の２つの
磁性体片１４，１５とが２つの永久磁石９，９を
同じ着磁方向両側から挟んでコ字形になつてい
る。電磁石ブロツク１は、第４の実施例のものと
同じである。接極子ブロツク１３の磁性体片７，
１４，１５がコ字形ヨーク２の切欠部４ａ，５ａ
に入り込むとともに、鉄心（図示されず）の中央
磁極部３ｂが接極子ブロツク１３のコ字形の中に
入り込むように、それら両ブロツク１，１３が組
み合わされている。コイル１０に電流を通じ、中
央磁極部３ｂをＮ極に、対向磁極部４ｂ，４ｃ，
５ｂ，５ｃをＳ極にそれぞれ励磁すると、同極反
発、異極吸引により、接極子ブロツク１３は、切
欠部４ａ，５ａ内を矢印Ｂ方向に動き、磁性体片
７が対向磁極部４ｂ，５ｂに接し、励磁中は、こ
の状態が保たれる。ところが、この状態では、接
極子ブロツク１３の磁性体片１４と１５とは、磁
気的につながつておらず、中央磁極部３ｂとも磁
気的につながつていないため、励磁を切ると、閉
磁路が形成されるようなより安定な状態に変わつ
てしまう。すなわち、励磁を切ると、接極子ブロ
ツク１３が切欠部４ａ，５ａ内で矢印Ａ方向に動
き、磁性体片７が中央磁極部３ｂに接し、かつ、
磁性体片１４，１５がそれぞれ対向磁極部４ｃ，
５ｃに接する。この状態では、２つの永久磁石
９，９の各磁束による閉磁路が形成されており、
先の状態よりも安定である。このため、無励磁中
は、この状態が保たれる。この電磁石装置は、シ
ングルステイブル型である。

なお、第２図、第３図ａ，ｂ、第４図、第５図
中、第１図ａ，ｂと同じ番号を付したものは同じ
ものを指している。

この発明の電磁石装置は、上記の実施例のみに
限定されるわけではなく、種々のものをつくるこ
とができる。以下、他の例をいくつか例示する。
上記の例では、中央磁極部が１つであつたが、鉄
心の一端をコ字形にして中央磁極部を２つにし、
それらの中央磁極部が、２つの磁性体片の中央部
分で１つの永久磁石をその着磁方向両側から挟ん
でエ字形になつている接極子ブロツクのエ字形の
中に入るようにしてもよい。中央磁極部を３つ以
上にすることも可能ではある。中央磁極部の数な
どに応じて接極子ブロツクの永久磁石の数も変わ
りうる。第２の実施例のようにしてシングルステ
イブル型を得る場合、永久磁石を挟む磁性体片の
ういずれか一方に接するコ字形ヨークの対向磁極
部が他方よりも短くなつていてもよいし、長さが
同じままで、いずれか一方に切り欠きや穴を設け
たりしてもよい。短くした部分、切り欠きや穴の
部分に非磁性体を設けて（たとえば面一に設け
て）、形が対称性を持つようにしてもよい。第３
の実施例のようにしてシングルステイブル型を得
る場合は、中央磁極部の一方の側を切り欠いて、
接触面積を他方よりも小さくしてもよいし、中央
磁極部の一方の側に穴を設けるなどして、接触面
積を他方よりも小さくすることもできる。切り欠
いたり、穴を設けたりする部分には非磁性体を設
けてもよい。また、上記の例では、接極子ブロツ
クの磁性体片がコ字形ヨーク内の切欠部内に面一
になるよう入り込んでいたが、当然それよりも内
側になるように入り込んでいてもよい。鉄心とコ
字形ヨークとは、、最初から一体に形成されても
よいし、別々に作製されたのち、かしめなどの方
法で一体化されてもよい。鉄心と磁極部とは、一
体に形成されていてもよいし、別々に形成された
のち一体化されてもよい。

この発明の電磁石装置は、コ字形ヨークの内側
に鉄心が設けられ、かつ、接極子ブロツクもコ字
形ヨークの切欠部内に納められており、その切欠
部内で接極子ブロツクが正逆方向に動くようにな
つているので、コ字形ヨークの大きさでこの電磁
石装置の大きさがきまる。このため、この発明の
電磁石装置は、非常に小型になる。また、たとえ
ば、接極子ブロツク移動方向の鉄心の厚みを薄く
すれば、細型にすることができる。あるいは、接
極子ブロツクの移動面に平行で、移動方向に垂直
な方向に、電磁石装置の厚みを薄くすることもで
きる。この電磁石装置を用いて有極リレーを構成
すれば、非常に小型で、超薄型のリレーを容易に
つくることができる。

〔発明の効果〕

この発明の電磁石装置は、コ字形ヨークの内側
に鉄心が設けられ、かつ、接極子ブロツクもコ字
形ヨークの切欠部内に納められており、その切欠
部内で接極子ブロツクが正逆方向に動くようにな
つているので、非常に小型で薄型になり、装置の
外部に動きしろとなるスペースも必要としない。

特に、板枠状をなすコ字形ヨークの内側にコイ
ルを丁度納めることができるので、コイルの磁束
が外部に漏れ難く、磁気効率の高い有極電磁石を
構成できるとともに、電磁石装置の外形寸法が、
コイルの外形にコ字形ヨークの厚み分を加えた程
度の極めてコンパクトなものになる。

また、接極子ブロツクが、外方に解放された切
欠部内に納められているので、接極子ブロツクの
端部をコ字形ヨークの外面ぎりぎりまで延ばすこ
とができ、コイルの外形にあわせてコンパクトに
設計されるコ字形ヨーク内でも、接極子ブロツク
の収容空間を充分に確保することができる。

さらに、コ字形ヨークの対向磁極部が、切欠加
工によつて形成されているので、例えば、薄板を
屈曲加工して対向磁極部を形成したりするのに比
べ、はるかに高精度で正確に対向磁極部間の間隔
を設定できる。その結果、対向磁極部間で作動す
る接極子ブロツクの作動範囲あるいは作動特性も
高精度に設定でき、電磁石装置としての品質性能
が安定して信頼性の高いものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは、この発明の第１の実施例に用いる
電磁石ブロツクの斜視図、第１図ｂは、この発明
の第１の実施例の斜視図、第２図は、この発明の
第２の実施例の斜視図、第３図ａは、この発明の
第３の実施例に用いる電磁石ブロツクの斜視図、
第３図ｂは、この発明の第３の実施例の斜視図、
第４図は、この発明の第４の実施例の斜視図、第
５図は、この発明の第５の実施例の斜視図であ
る。 １…電磁石ブロツク、２…コ字形ヨーク、３…
鉄心、３ａ，３a′，３ｂ…中央磁極部、４ａ，５
ａ…切欠部、４ｂ，４ｃ，５ｂ，５ｃ，４c′，５
c′…対向磁極部、６，１２，１３…接極子ブロツ
ク、７，８，１４，１５…磁性体片、９…永久磁
石、１０…コイル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１つの永久磁石および着磁方向両
   側から永久磁石を挟む磁性体片からなる接極子ブ
   ロツクと、断面コ字形の板枠状をなすコ字形ヨー
   クの内側に鉄心およびコイルが設けられ、鉄心の
   先端を中央磁極部とし、コ字形ヨークの両端の切
   欠部を挟む突出部を対向磁極部とする電磁石ブロ
   ツクとを備え、接極子ブロツクの磁性体片が前記
   切欠部に入り込むとともに、鉄心の中央磁極部が
   接極子ブロツクの中に入り込むように両ブロツク
   が組み合わされていて、コイルの励磁極性の変化
   により、接極子ブロツクが切欠部内で正逆方向に
   動くようになつている電磁石装置。 ２ 接極子ブロツクは、２つの磁性体片の同側端
   が１つの永久磁石をその着磁方向両側から挟んで
   コ字形になつている特許請求の範囲第１項記載の
   電磁石装置。 ３ 接極子ブロツクは、２つの磁性体片の両端が
   ２つの永久磁石を同じ着磁方向両側から挟んでロ
   字形になつている特許請求の範囲第１項記載の電
   磁石装置。 ４ 接極子ブロツクは、１つの磁性体片の両端と
   他の２つの磁性体片とが２つの永久磁石を同じ着
   磁方向両側から挟んでコ字形になつている特許請
   求の範囲第１項記載の電磁石装置。 ５ 中央磁極部が接極子ブロツクの磁性体片に沿
   つて延びている特許請求の範囲第１項ないし第４
   項のいずれかに記載の電磁石装置。 ６ 接極子ブロツクの永久磁石を挟む一方の磁性
   体片に接する対向磁極部が他方よりも短くなつて
   いる特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれ
   かに記載の電磁石装置。 ７ 中央磁極部のいずれか一方の側は、接極子ブ
   ロツクの磁性体片との接触面積が、もう一方の側
   よりも小さくなつている特許請求の範囲第１項な
   いし第５項のいずれかに記載の電磁石装置。